Optische Kontaktwinkelmessgeräte können Tröpfchenbilder aufnehmen und die Tröpfchenform automatisch analysieren. Die Tröpfchenform ist eine Funktion der Flüssigkeitsoberflächenspannung, der Schwerkraft und der Dichte- und Feuchtigkeitsunterschiede zwischen verschiedenen Flüssigkeitsproben und dem Umgebungsmedium.
Auf festen Oberflächen hängen Tröpfchenform und Kontaktwinkel auch von den Eigenschaften des Festkörpers ab (z. B. freie Oberflächenenergie und Morphologie). Die erhaltenen Bilder wurden unter Verwendung der Tröpfchenprofilanpassungsmethode analysiert, um den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung zu bestimmen. Die freie Oberflächenenergie des Materials kann berechnet werden, indem Kontaktwinkelmessungen unter Verwendung mehrerer Flüssigkeiten mit bekannter Oberflächenspannung durchgeführt werden.
Das Prinzip eines Kontaktwinkelprüfgeräts für ein Bildanalyseverfahren
Die Bildanalysemethode ist eine einfache Methode zur Messung oder Berechnung des Kontaktwinkels zwischen Flüssigkeit und fester Oberfläche, indem ein Flüssigkeitstropfen, der das erforderliche Volumen erreicht, durch Bildanalysetechnologie auf die feste Oberfläche getropft wird. Als Instrument des Bildanalyseverfahrens sind seine Grundkomponenten zusätzlich zu Lichtquelle, Probentisch, Objektiv, Bilderfassungssystem und Abtastsystemwinkel nicht zu bekommen.
Die Methode zur Berechnung des Kontaktwinkels basiert normalerweise auf einem bestimmten mathematischen Modell, z. B. kann ein Tropfen als Teil einer Kugel oder eines Kegels betrachtet werden, und dann wird der Kontaktwinkelwert durch Messen bestimmter Parameter wie Breite/Höhe berechnet oder durch Direktmontage. Die Young-Laplace-Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen der inneren und äußeren Druckdifferenz einer geschlossenen Grenzfläche, der Krümmung der Grenzfläche und der Grenzflächenspannung und kann verwendet werden, um die Kontur eines achsensymmetrischen Tropfens genau zu beschreiben, um seinen Kontakt zu berechnen Winkel.
Die grundlegende Zusammensetzung des Instruments: Lichtquelle, Probentisch, Linse, Bilderfassungssystem, Probeninjektionssystem.
Das Prinzip des Kontaktwinkelprüfgeräts nach dem Zweiplattenverfahren
Wenn die feste Platte in die Flüssigkeit eingeführt wird, erstreckt sich die Flüssigkeitsoberfläche nur dann ohne Biegung gerade bis zum Dreiphasenübergang, wenn der Winkel zwischen der Plattenoberfläche und der Flüssigkeit genau dem Kontaktwinkel entspricht. Andernfalls biegt sich die Flüssigkeitsoberfläche. Ändern Sie daher das Einsetzen der Platte Der Winkel ist, bis es keine Biegung in der Nähe des Dreiphasenübergangs der Flüssigkeitsoberfläche gibt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Winkel zwischen der Plattenoberfläche und der Flüssigkeitsoberfläche der Kontaktwinkel.
Tensiometrie-Kontaktwinkeltester
Diese Methode wird manchmal als Wilhelmy-Plattenmethode bezeichnet, um den Kontaktwinkel zu messen, und das spezifische Prinzip ist wie folgt: Eine feste Probenplatte wird in die Testflüssigkeit eingetaucht. Aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der freien Oberflächenenergie des Feststoffs erfasst die Wägezelle die A-Niederzugskraft F (Benetzungskraft)
Kontaktwinkeltester mit vier Durchgängen
Der Kontaktwinkeltester wird hauptsächlich verwendet, um den Kontaktwinkel von Pulver zu messen. Das Grundprinzip dieses Kontaktwinkelprüfgeräts besteht darin, dass der Spalt zwischen den Feststoffpartikeln in dem Rohr, das das Pulver enthält, einem Kapillarbündel entspricht. Durch die Kapillarwirkung wird das Pulver benetzbar Die Flüssigkeit an der Oberfläche des festen Pulvers dringt in die Pulversäule ein. Da die Kapillarwirkung von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und dem Kontaktwinkel zum Festkörper abhängt, kann die Messung der Permeabilität der Flüssigkeit bei bekannter Oberflächenspannung in der Pulversäule den Kontakt der Flüssigkeit zum Pulverwinkel erkennen.